技术标签: 物联网
Arduino Uno、esp8266 01s、下载器(左2、4短接)、传感器若干
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#define BUILTIN_LED 2
char P_NAME[] = "309_b"; //设置热点名称
char P_PSWD[] = "309666666"; //设置热点密码
char sub[] = "Sub/100432"; //设置设备SUB名称
char pub[] = "Pub/100432"; //设置设备PUB名称
const char *ssid = P_NAME;
const char *password = P_PSWD;
const char *mqtt_server = "easyiothings.com";
String reStr;
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
unsigned long lastMsg = 0;
#define MSG_BUFFER_SIZE (50)
char msg[MSG_BUFFER_SIZE];
int value = 0;
void setup_wifi()
{
delay(10);
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
{
delay(500);
}
randomSeed(micros());
}
void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length)
{
for (int i = 0; i < length; i++)
{
Serial.print((char)payload[i]);
}
Serial.println();
}
void reconnect()
{
while (!client.connected())
{
String clientId = "ESP8266Client";
clientId += String(random(0xffff), HEX);
if (client.connect(clientId.c_str()))
{
client.publish(pub, "{\"State\":\"OnLine\"}");
client.subscribe(sub);
}
else
{
Serial.print(client.state());
delay(5000);
}
}
}
void setup()
{
pinMode(BUILTIN_LED, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
setup_wifi();
client.setServer(mqtt_server, 1883);
client.setCallback(callback);
digitalWrite(BUILTIN_LED, HIGH);
}
void loop()
{
if (!client.connected())
{
reconnect();
}
client.loop();
if (Serial.available() > 0)
{
reStr = Serial.readStringUntil('\n');
//检测json数据是否完整
int jsonBeginAt = reStr.indexOf("{");
int jsonEndAt = reStr.lastIndexOf("}");
if (jsonBeginAt != -1 && jsonEndAt != -1)
{
reStr = reStr.substring(jsonBeginAt, jsonEndAt + 1);
int str_len = reStr.length() + 1;
char char_array[str_len];
reStr.toCharArray(char_array, str_len);
client.publish(pub, char_array);
}
}
}
/*
《智慧寝室例程》
需安装的Arduino库:
ArduinoJson、DHT sensor library
可实现功能:
温湿度查看,灯光控制,窗帘控制,火焰检测,空调开关,空调温度设定。
接线:
温湿度使用DHT11传感器,接10号引脚;
窗帘舵机连接9号引脚;
火焰传感器连接8号引脚;
LED灯连接7号引脚;
继电器连接6号引脚模拟空调的控制;
将ESP8266的Rx引脚接在Arduino的Tx上,Tx引脚接在Rx上。但下载代码时需将Rx与Tx的接线移除,否则程序会报错;
*/
#include <Arduino.h>
#include <ArduinoJson.h> //导入JSON库,用来封装发送数据的格式
#include <DHT.h> //导入温湿度传感器库
#include <Servo.h> //控制舵机的库
StaticJsonDocument<200> sendJson; // 创建JSON对象,用来存放发送数据
StaticJsonDocument<200> readJson; // 创建JSON对象,用来存放接收到的数据
unsigned long lastUpdateTime = 0; //记录上次上传数据时间
const unsigned long updateInterval = 4000; // 在这里设置数据发送至云平台的时间间隔,单位为毫秒
//定义传感器相关的引脚
#define DHTPIN 10 //定义温湿度传感器引脚为10
#define DHTTYPE DHT11 //定义温湿度传感器型号为DHT11
#define CURTAIN 9 //设定舵机(窗帘)的Arduino引脚为9
#define COPEN 10 //设定舵机的角度,窗帘开启时舵机的角度
#define CCLOSE 100 //窗帘关闭时舵机的角度
#define FIRE 8 //设定火焰传感器连接的Arduino引脚为4
#define LED 7 //设定LED灯引脚为7
#define AIR 6 //设定继电器(空调)的引脚为6
#define Sensor_AO A0 //设定烟雾传感器模拟引脚为 AO
#define Sensor_DO 2 //设定烟雾传感器数字引脚为 2
#define Human 12
//数字量输出:通过板载电位器设定浓度阈值,当检测到环境气体浓度超过阈值时,通过数字引脚DO输出低电平。
//模拟量输出:浓度越高,AO引脚输出的电压值越高,通过ADC采集的模拟值越高
//定义相关的变量
long ID = 1000432; // 定义设备ID号,替换成云平台生成的ID号
float temperature, humidity; // 定义温湿度变量
int lightState,fireState,airState,curtainState; // 定义灯光,火焰,继电器(空调),窗帘状态(0代表无或者关闭,1代表有或者打开)
int airTemperatureSet=26; // 定义空调的设定温度,默认26度
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); //创建dht对象,用于操作温湿度传感器
Servo curtainServo; // 创建舵机对象,用来控制窗帘的舵机
unsigned int smoke = 0; //无符号整形(非负数)
int body = 0;
// Arduino的初始化函数,仅在通电时运行一次
void setup()
{
Serial.begin(9600); //初始化串口,用于和esp8266进行通信,完成数据的接收与上传
pinMode(Sensor_DO, INPUT);//初始化烟雾引脚为输入模式
dht.begin(); //初始化温湿度传感器
curtainServo.attach(CURTAIN); //初始化9号引脚为舵机引脚
pinMode(FIRE, INPUT); //初始化火焰传感器引脚为输入模式
pinMode(LED, OUTPUT); //初始化LED灯引脚为输出模式
pinMode(AIR, OUTPUT); //初始化继电器(空调)引脚为输出模式
pinMode(Human,INPUT); //初始化人体红外传感器引脚为输入模式
// Serial.flush();
}
// Arduino的loop函数,当setup函数执行完毕后进入该函数并一直循环运行
void loop()
{
// 该函数段可完成数据定时上报的功能,并且不会阻塞loop函数的运行
if (millis() - lastUpdateTime > updateInterval)
{
sendJsonData();
lastUpdateTime = millis();
}
// 当用户使用手机控制当前设备时ESP8266会通过串口向Arduino发送指令,该函数段可判断串口有没有接收到消息,并完成对用户消息的解析
while (Serial.available() > 0) { // 判断串口缓冲区是否有消息
String inputString = Serial.readStringUntil('\n'); //从串口缓冲区读入数据,并赋值给inputString变量(String变量为Arduino独有变量类型,可以简化字符串操作)
//检测json数据是否完整,若通过则进行下一步的处理
/*
云平台向硬件下发JSON的格式为 {"Light":"1"} 类型的字符串,通常叫键值对,C语言中叫做哈希表。
左边的"Air"为我们在云平台中定义的标识符,右边为具体的指令
*/
int jsonBeginAt = inputString.indexOf("{");
int jsonEndAt = inputString.lastIndexOf("}");
if (jsonBeginAt != -1 && jsonEndAt != -1)
{
inputString = inputString.substring(jsonBeginAt, jsonEndAt + 1); //截取字符串,净化json数据
deserializeJson(readJson, inputString); //通过ArduinoJSON库将JSON字符串转换为方便操作的对象
// 判断接收的指令
if (readJson.containsKey("LightState")) //判断云平台下发的消息是否包含Light标识符,如果是则进行下一步处理
{
digitalWrite(LED, (int)readJson["LightState"]); // 根据Light的值来控制小灯,0为关,1为开,由于是char类型,所以我们需要转换为int
delay(100);
lightState = digitalRead(LED); // 及时更新小灯的状态信息,这样云平台才能知道是否控制成功
}
else if(readJson.containsKey("CurtainState")) // 若添加了多个功能,则使用else if隔开
{
//更新curtain的值
curtainState = (int)readJson["CurtainState"];
}
// 空调开关设定
else if(readJson.containsKey("AirState")){
airState = (int)readJson["AirState"]; // 让Arduino中的空调设定值更新为云平台下放的值
}
// 空调温度设定
else if(readJson.containsKey("AirTemperatureSet")){
airTemperatureSet = (int)readJson["AirTemperatureSet"]; // 让Arduino中的空调设定值更新为云平台下放的值
}
delay(500);
sendJsonData(); //向云平台发送最新的信息
}
}
//判读curtainState的值是否为1,是则让舵机转到开启的角度,否则关闭
if(curtainState){
curtainServo.write(COPEN);
}
else{
curtainServo.write(CCLOSE);
}
//判断空调是否为开启的状态
if(curtainState){
// 判断当前室内温度是否低于设定温度,是则触发继电器,否则关闭
if(temperature<airTemperatureSet){
digitalWrite(AIR,HIGH);
}
else{
digitalWrite(AIR,LOW);
}
}
else{
digitalWrite(AIR,LOW);
}
//读取传感器数据
fireState = digitalRead(FIRE); //火焰传感器
// 温湿度传感器
temperature = dht.readTemperature();
humidity = dht.readHumidity();
lightState = digitalRead(LED); //LED灯状态
smoke = analogRead(Sensor_AO);
Serial.print("Sensor AD Value = ");
Serial.println(smoke);
if (digitalRead(Sensor_DO) == LOW)
{
Serial.println("Alarm!");
}
int val = digitalRead(Human);
if (val == 1){
delay(50);
if (val == 1){
body = 1; //反转body值
Serial.println("have people"); //延时10s
}
}
else if (body==1 && val==0){
body = 0;
Serial.println("people left"); //当人离开的时候打印
}
else {
Serial.println("NONE");
}
}
//上传数值
void sendJsonData()
{
// 将数据添加到JSON对象中,左边为在云平台中定义的标识符,右边为变量
sendJson["ID"] = ID;
sendJson["Temperature"] = temperature;
sendJson["Humidity"] = humidity;
sendJson["LightState"] = lightState;
sendJson["AirState"] = airState;
sendJson["CurtainState"] = curtainState;
sendJson["FireState"] = fireState;
sendJson["AirTemperatureSet"] = airTemperatureSet;
sendJson["Smoke"] = smoke;
sendJson["Human"] = body;
//将对象转换成字符串,并向ese8266发送消息
serializeJson(sendJson, Serial);
Serial.print("\n");
}
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